基于正交试验法的矿井通风机通风特性的优化研究

仝 晖

（大同市焦煤矿有限责任公司，山西 怀仁 038300）

引言

为满足和维持煤矿井下工作场所的气流需求，风量调节是必要的。矿井通风管理是保证矿井安全生产的一项重要工作。在风量、转速、风压等控制在合理范围内的情况下，寻求能使通风总能耗最小化的最佳调节方案是十分必要的。

1 矿用通风机性能参数测定

1.1 风量测定

被测试对象为离心式通风机，在通风机入风口附近进行测量，检查无漏风现象。风量计算如式（1）[1]：

式中：qi为通过通风机的风量，m3/s；n为测点数；vi为第i测点测得的风速，m/s；Ai为测风断面第i块的面积，m2。

1.2 风压计算

式中：Pt为通风机全压，Pa；n1为通风机入口测点数；Pt，i为通风机入口第i测点全压。

1.3 通风机转速测定

因为通风机与电动机直接相连接，可以只测电动机转速，每调一个工况点测3次，取其算术平均值[2]。

1.4 通风机轴功率及效率的测定

式中：Pa为通风机轴功率，kW；ηt为机械传动效率；ηm为电动机效率；Pe为电动机输入功率，kW。

2 正交试验步骤

1）确定试验指标。本试验的目的是要寻求一个最佳的能耗指标使通风总能耗最小化。因此可用风机的能耗P作为试验指标。

2）确定试验因素并选取适当水平。选取试验因素时，过多的实验次数会造成繁杂且无效的结果，因此根据要求尽量少选试验因素，本试验选择风量、风压、转速、效率作为试验因素。

3）选用合适的正交表。满足试验条件的常用正交表[3]有L9（34）、L27（313）和L81（340），用前者试验只需做9次试验，用后者要做27项和81项试验，本次试验采用L9（34）。

4）表头设计。……